Zespół chemików i inżynierów materiałowych z Politechniki Gdańskiej i Uniwersytetu Gdańskiego pracuje nad stworzeniem inteligentnego materiału kompozytowego z wykorzystaniem diamentu do produkcji czujników elektrochemicznych.
Celem badań jest opracowanie nowego węglowego materiału kompozytowego, który będzie można wykorzystać w elektrochemii stosowanej do konstrukcji – za pomocą techniki druku 3D – matryc elektrod oraz cel przepływowych, wykorzystywanych jako proste czujniki elektrochemiczne różnych związków organicznych (w pierwszej kolejności będą to substancje wykorzystywane jako leki przeciwzapalne, antybiotyki oraz neuroprzekaźniki).
Jako pierwsi na świecie do kompozytu, który budujemy jako związek elektroaktywny chcemy dodać nanocząstki diamentu domieszkowanego borem, rozszerzając tym samym spektrum zastosowań tego jednego z najlepszych materiałów elektrodowych w sensoryce – mówi kierownik projektu prof. Jacek Ryl (na fot.) z Instytutu Nanotechnologii i Inżynierii Materiałowej Wydziału Techniki Fizycznej i Matematyki Stosowanej PG.
Jak zapowiada, nowej klasy materiał, dzięki któremu będzie można wytwarzać czujniki i przetworniki o skomplikowanych kształtach, będzie nietoksyczny (biokompatybilny) i biodegradowalny, co pozwoli na łatwą utylizację, szczególnie istotną np. przy jednorazowej diagnostyce medycznej. Niższy ma być też koszt jego produkcji niż np. elektrod ze złota czy wyłącznie z diamentu. Materiał, który powstanie będzie jednocześnie posiadał cechy inteligentnego materiału 4D, a więc takiego, którego własności lub kształt będzie można modyfikować odpowiednio zmieniając warunki środowiskowe.
Nasz materiał kompozytowy będzie w określony sposób modyfikował swoje właściwości – w tym przypadku kształt i własności elektryczne. Będziemy badać, czy ulegnie on degradacji np. przy określonym bodźcu zewnętrznym, czy też na skutek starzenia się materiału – tłumaczy prof. Ryl.
Zgodnie z założeniami projektu, umożliwiłoby to m.in. wykorzystanie materiału do kontrolowanego uwalniania leku np. bezpośrednio w organizmie pacjenta. Naukowcy liczą też, że w dalszej perspektywie czasowej będzie można zaproponować możliwość samodzielnego drukowania czujników do diagnostyki medycznej przez personel medyczny czy nawet samych pacjentów, przy czym wykonane analizy elektrochemiczne miałyby być interpretowane w oparciu o urządzenia mobilne.
Trzyletni projekt „Technologia addytywnego wytwarzania elektroaktywnych przestrzennych struktur z kompozytów polilaktydu wzmacnianego diamentem” realizuje konsorcjum Politechniki Gdańskiej (Wydział Techniki Fizycznej i Matematyki Stosowanej i Wydział Chemiczny) i Uniwersytetu Gdańskiego (Wydział Chemii). Narodowe Centrum Nauki przyznało na badania blisko 2 mln zł.
źródło: PG